(57)【要約】【課題】複列ころがり軸受の両内輪端付近に発生する車軸の小径部の傷の発生を防ぐ。【解決手段】複数の内輪２，３と、転動体４と、外輪６と、複数の内輪間に挟持された間座５を有する複列ころがり軸受において、間座の内径穴１５の軸方向断面形状を曲線、又は直線と直線、又は直線と曲線、又は曲線と曲線の単数又は複数の組合せとし、曲線、又は各線を結ぶ接続部の鋭部を無くす。曲線及び各線を結ぶ接続部の全ての曲率半径Ｒを５ｍｍ以上とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数の内輪と、前記内輪の軌道面を転動するようにされた転動体と、前記転動体を介して前記複数の内輪に対応する軌道面を有する外輪と、前記複数の内輪間に挟持された間座と、を有する複列ころがり軸受において、前記間座の内径穴の軸方向断面形状が曲線、又は直線と直線、又は直線と曲線、又は曲線と曲線の単数又は複数の組合せであって、前記曲線、又は前記各線を結ぶ接続部に鋭部がないことを特徴とする複列ころがり軸受。
【請求項２】
前記曲線及び各線を結ぶ接続部の全ての曲率半径が５ｍｍ以上にされていることを特徴とする請求項１記載の複列ころがり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば鉄道車両用車軸軸受に使用される内輪間座を有する複列ころがり軸受に関し、特に内輪間座の内径穴の軸方向断面形状の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図５に示すように、鉄道車両用軸受装置３１は、図示しない車輪がしまりばめで嵌挿固着された大径部３２、先細りの肩部３３、テーパころ４を有するテーパころがり軸受２１の二個の内輪２，３内径２ａ，３ａがしまりばめで嵌合される小径部３４が順次形成され、小径部端である車軸端３５にねじ部３６が設けられている。先細りの肩部３３とねじ部３６に螺合された締め付けリング３７間に、車軸端側シールリング３８、テーパころがり軸受内輪２、間座２５、もう一方の内輪３、大径部側シールリング３９が順次挟持固定されている。シールリング３８，３９はテーパころがり軸受２１の外輪６に設けられたシール部材４２，４３のシール部４４，４５と摺接し、テーパころがり軸受２１への外部からの塵埃等の侵入を防止するためのシール機構とされている。締め付けリング３７には締め付けリングの回り止め４０が取り付けられ、さらにキャップ４１が設けられている。テーパころがり軸受２１は前述した外輪６と、二個の内輪２，３と、二個の内輪間に挟持された間座２５と、内外輪間を転動する二列のテーパころ（転動体）４と、テーパころを保持する保持器７から構成されている。かかる複列ころがり軸受２１においては、軸受寿命を延ばし、運転中の騒音や、振動を低減し、性能を確保するために内部隙間を調整する必要がある。このため、リング状の間座２５を内輪２，３間に設けて、内輪間の軸方向隙間を調整するようにされている。
【０００３】
かかる鉄道車両用軸受装置３１は、近年、コンパクト化やメンテナンスフリー化により、荷重条件が厳しくなっており、種々の場所でフレッチング摩耗が発生し、その対策がとられている。例えば、従来の内輪間座近傍の拡大断面図である図４に示すように、内輪内径２ａ，３ａ端の面取り部２ｃ、３ｃ近傍での車軸の小径部３４のフレッチング摩耗の発生を防止するために、内輪内径面と面取り部の接続部をラップ等により滑らかにしてエッジ応力の低減を図っている。さらに、特許文献１においては、内輪内径面の面取り部の形状を面取り角にして７°以下、内輪内径面と面取り部との交点を曲率半径５ｍｍ以上の円弧とし、さらに面粗さをＲｚ＝６．３以下としたものが開示されている。また、特許文献２のものにおいては、内輪２，３と間座２５の当たり面２５ｂにダイヤモンドライクカーボン膜をコーティングして間座と内輪との間２５ｂに発生するフレッチング摩耗の発生を防止している。
【特許文献１】特許第３３５６５４０号公報  特許請求の範囲  図１
【特許文献２】特開２００３−３０１８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、内輪内径２ａ，３ａ端付近の車軸の小径部３４側に依然として、フレッチング摩耗や、特に傷５１が発生しており、その対策が望まれていた。一方、内輪２，３が車軸の小径部３４にしまりばめで嵌合されているのに対し、内輪２，３に挟持された間座２５の内径２５ａは車軸の小径部３４の外径３４ａとは片側で数十μｍから数ｍｍ程度の微少隙間１１を有するように設計されており、さらに、内輪間座２５の内径面形状は、内径面２５の両端面に１Ｃ程度の平面取り、又は１．５Ｒ程度の曲面取り２５ｃが施こされており、フレッチング摩耗や傷の原因とは認められていなかった。
【０００５】
本発明の課題は、かかる軸受装置に発生する傷の原因をつきとめ、両内輪端付近に発生する車軸の小径部の傷の発生を防ぐ複列ころがり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、かかるフレッチング摩耗や傷を詳細に調べ研究した結果、図４を参照して説明すると、間座２５が車軸の小径部３４と隙間１１を有しているにもかかわらず、使用上車軸がたわんだり、間座が半径方向に移動したりして、車軸の小径部と間座とが接触して傷を発生していることをつきとめた。さらに、この傷は、間座２５の内径部の直線部２３ａと面取り２５ｃとの接続部２６近傍に発生しており、この直線部と面取り部とが作る鋭部が車軸の小径部３４に押し当てられ、小径部に細い線状の傷５１が発生するということを知得した。さらには、この傷を起点にフレッチング摩耗が発生することも考えられる。
【０００７】
この知得により、本発明においては、少なくとも複数の内輪と、前記内輪の軌道面を転動するようにされた転動体と、前記転動体を介して前記複数の内輪に対応する軌道面を有する外輪と、前記複数の内輪間に挟持された間座と、を有する複列ころがり軸受において、前記間座の内径穴の軸方向断面形状が曲線、又は直線と直線、又は直線と曲線、又は曲線と曲線の単数又は複数の組合せであって、前記曲線、又は前記各線を結ぶ接続部に鋭部がない複列ころがり軸受を提供することにより前述した課題を解決した。
【０００８】
即ち、設計寸法上は車軸と隙間を有する間座であっても、前述した内輪内径端の面取りと同様に、間座の内径穴の軸方向断面形状を曲線、又は直線と直線、又は直線と曲線、又は曲線と曲線の単数又は複数の組合せの、曲線及び各線を結ぶ接続部を鋭部とさせないようにしたので、車軸のたわみや、間座の半径方向の移動等による車軸の小径部と間座内径の鋭部との接触がなくなるので、傷の発生が減少、又はない。
【０００９】
より好ましくは、請求項２に記載のように、前記曲線及び各線を結ぶ接続部の全ての曲率半径が５ｍｍ以上にされている複列ころがり軸受とする。この値は、フレッチング摩耗の場合ではあるが、前述した従来の内輪内径端の面取りで実績があり、また、設計上車軸の小径部と隙間を有する間座においては、十分な値である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、設計上車軸の小径部とは隙間を有する間座でありながら、使用にあたっては間座の内径穴と内径穴面取り部との接続部が車軸と干渉するという点に着目して、曲線部及び曲線部と直線部等の接続部の鋭部を取り除き、車軸のたわみや、間座の半径方向の移動等による車軸の小径部と間座内径の鋭部との接触をなくしたので、傷の発生を抑えるという効果を奏するものとなった。さらにこの傷を起点とするフレッチング摩耗の発生も抑えられる。また、接続部や曲面の曲率半径を５ｍｍ以上とすれば、簡単に、より確実に傷の発生をおさえることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態の一例を、図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す内輪間座を有する密封複式円錐ころ軸受及び車軸の取付部分の断面図、図２は本発明の実施の形態を示す内輪間座近傍の拡大断面図である。なお、前述した従来例である図４、５と同様の部分については相互に同じ符号を付し説明の一部を省略する。図１に示すように、本発明密封複列ころがり軸受１は、二個の内輪２，３に挟持された間座５を有しており、二個の内輪の内径穴２ａ，３ａが車軸の小径部３４にしまりばめで嵌着され、シールリングを３７，３９介して締め付けリング３７と先細りの肩部３３により挟持固定されている。内輪２，３は円錐面の軌道面８，８を有し、軌道面の小径側に小鍔９、大径側に大鍔１０が設けられており、軌道面を転動する複数個のテーパころ４、４の軸方向移動を規制している。内輪２，３は互いに小鍔９側を対向させて小鍔端９ａ，９ａ間に間座５が配設される。内輪２，３の外側に対応してテーパころ４，４が転動するテーパ穴状の軌道面１２，１２を有する外輪６が設けられ、内外輪がテーパころを介して互いに回転可能にされている。また、テーパころの間隔を適正にするための保持器７，７が設けられている。外輪６は一体とされ、中央部に潤滑口１３が設けられており、この潤滑口よりグリースを充填する等して転動体４と内外輪軌道面８，１２、保持器７をグリース潤滑させる。
【００１２】
間座５を挟んで内輪２，３を互いに締め付けリング３７と先細りの肩部３３とで挟持固定することにより、テーパころ７、内外輪２，３，６間の内部隙間を変化させることができ、間座５の幅寸法Ｌを調整することにより内部隙間を調整できる。外輪６の外周６ａは図示しない台車の軸箱に取り付けられ、車輪が回転可能にされている。図２に示すように、この間座５の内径５ａは車軸小径部３４の内径３４ａ、内輪内径２ａ，３ａより大きくされ車軸の小径部とは、片側で数十μｍから数ｍｍの隙間１１が設けられている。本発明においては、特に、間座５の軸方向断面の内径穴１５の形状は円弧、いわゆるフルクラウニングとされている。より具体的な寸法例としては、内輪内径（車軸の小径部）ｄがφ１２０ｍｍの場合で、間座外径Ｄはφ１３８ｍｍ、幅Ｌは１０ｍｍ程度であり、内径穴１５の円弧の曲率半径Ｒは１０ｍｍである。なお、間座５の外径側の面取り５ｄの曲率半径は１．５ｍｍである。また、間座内径５ａと車軸の小径部３４との隙間１１は片側で０．１ｍｍである。一方、前述した図４に示す従来の間座２５においては、同様に内輪内径ｄがφ１２０ｍｍの場合で、間座外径Ｄはφ１３８ｍｍ、幅Ｌは１０ｍｍ、内径２５ａと車軸の小径部３４との隙間１１は片側で０．１ｍｍであり、特に、従来のものは、内径及び外径側の面取り２５ｃ，２５ｄは同じ形状にされており、その曲率半径は１．５ｍｍである。
【００１３】
かかる図２及び図４のものについて、使用後の傷の状態を調査した結果、図４に示す従来のものは、間座内径２５ａ側の面取り部２５ｃと内径直線部２５ａとの接続部２６に相当する車輪の小径部３４外周３４ａに傷５１が発生したのに対し、図２に示す本発明の間座を使用したものは係る傷の発生がなかった。また、図３は本発明の他の実施例を示す間座の軸方向断面図であり、直線と曲線とを結んだものである。図３に示すように、間座５′の内径穴１５′の中央部近傍が直線１６とされ、直線を接線として両側に曲線部１７が形成されており、曲線部の曲率半径Ｒ′は５ｍｍである。その他は前述した図２のものと同様である。この場合も曲線１７と直線１６との接続部１８での傷の発生はなかった。
【００１４】
このように、従来の内輪間座に対し、本発明においては、内輪間座の内径面形状が曲線、又は直線部と直線部、又は直線部と曲線部、さらには曲線部と曲線部との接続部の鋭部や曲線を例えば曲率半径で５ｍｍ以上とする簡単なことにより、鋭部が取り除かれ、車軸の小径部への傷は発生しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態を示す内輪間座を有する密封複式円錐ころ軸受及び車軸の取付部分の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す内輪間座近傍の拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す内輪間座近傍の拡大断面図である。
【図４】従来の内輪間座近傍の拡大断面図である。
【図５】従来の内輪間座を有する密封複式円錐ころ軸受及び車軸の取付部分の断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１    複列ころがり軸受
２、３    内輪
４    転動体
５、５′  間座
６    外輪
８    内輪の軌道面
１２  外輪の軌道面
１５、１５′  間座の内径穴
１８  接続部
Ｒ、Ｒ′曲線及び各線を結ぶ接続部の曲率半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005147185.tif 000006
【図５】
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